JPH04116408A - 自動板厚測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、搬送ラインにより搬送される被測定体の板厚
を光ビームの反射により非接触で自動ｆｌｌｌｌ定する
自動板厚測定装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、搬送ラインにより搬送される被測定体の板厚
を光変位計により自動計測する自動板厚測定装置が知ら
れている。

従来において用いられていた装置は、いわゆるＣ型フレ
ームを用いた１点計７１１１１の装置であり、被測定体
としては幅が一定のもの、すなわち固定幅の被測定体を
測定するものである。

この装置においては、搬送ラインの上下に光変位計が配
置される。この光変位計によってレーザ光である光ビー
ムか被測定体に照射され、被測定体の板厚が測定される
。

このような装置により、従来、鋼板等の被測定体の板厚
を自動測定することか行われていた。

ところで一般に、自動板厚測定装置の精度を確保するた
めには、校正及び検定か必要となる。

これらのうち、校正は装置を使用する都度行われ、装置
運用の上で必須の作業である。より具体的には、光変位
計の経年変化等による誤差を補正（電気的補正）し、ま
た、機械的歪を補正（機械的補正）して、信頼性を維持
し、正確な板厚測定を期するものである。

また、検定は所定期間毎に実施され、装置が使用に値す
る精度を得られる装置であるかを調べる作業である。

従って、いずれの作業も自動板厚測定装置を継続使用す
る」二で必要な作業である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来においては、校正・検定について次
のような問題点が生じていた。

具体的には、校正においては、例えば電気的補正の際に
光変位計を取り外す必要があり、また専用の治具を用い
なければならないという問題点がある。また、機械的補
正の際に格別の測定装置が必要とされるという問題点か
ある。さらに、搬送ラインを停止させねばならず経済的
損失が発生ずること、−作業が大掛かりとなり校正の専
門家が必要とされること、設置環境・温度等の変化に対
して動的に補正することが困難であること、機械的強度
・材料・構造等の条件が限られて１−まうこと、ひいて
は装置設備の大型化・高価格化か生じてし。

まうこと等の問題点がある。

従来においても、このような問題点を解決するために幾
つかの提案がなされている。例えは、特開平１−２２１
６０５号公報や実開昭５９−４１７１１−号公報に記載
されているように、被測定体とおおよそ同一の高さの平
面位置に基準被測定体を配置し、間欠的にこの基準被測
定体の厚みを計測して基準点を補正する方法や、」立下
に対をなす光変位計のそれぞれから発せられる光ビーム
の通過域に所定厚の校正板を出し入れする方法かある。

しかし、これらの方法はＣ型フレームを用いた１点計測
を前提としており、例えば多点計測により正確かつ緻密
な板厚測定を行おうとする場合には適用困難である。こ
れは、多点計測の場合には搬送ラインの全幅に渡って校
正を行うことが必要であり、前述の方法が一点において
校正を実施する方法であることによる。

また、検定の場合、校正と同様の問題点に加え、格別の
部材、例えば標準板を用いる必要がある。

このことは、構成の肥大化に通ずると共に、標塗板の精
度維持等のための労力を発生させるものである。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、多点計測の場合に簡易かつ低価
格な小型装置で校正を実施することができる自動板厚測
定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、
標準板等の格別な部材を用いること無く自己の板厚測定
機能を検定できる自動板厚測定装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、被測定体
を搬送する搬送ラインの上方及び下方に対をなしかつ所
定の基準距離を隔てて配置され、光ビームを被測定体に
照射して反射光に基づき被測定体又は校正板との距離を
求める複数対の光変位計と、光変位計によって測定され
た距離及び基準距離に基づき被測定体の板厚を演算する
板厚演算手段と、先端かＬ字状の屈曲を有し、被測定体
の板厚測定時には先端が光変位計の測定域夕）に配置さ
れる所定板厚の校正板と、校正・検定時に、光変位計か
ら発せられる光ビームを遮る所定位置に先端が位置する
よう校正板を回動させる回動手段と、校正・検定時にお
（）る光変位計の出力及び校正板の板厚に基づき基準距
離を求める基準距離演算手段と、を備えることを特徴と
する。

［作用］ 本発明の自動板厚測定装置においては、搬送ラインによ
り被測定体が搬送され光変位計下に達すると、上下の光
変位計から発せられる光ビームの反射により被測定体の
板厚が演算される。この演算は、光変位計間の基準距離
を用いて実行される。

この計測は、多点計測として実施される。

また、校正時には、次のような動作が実行される。

まず、先端がＬ字状の屈曲を有する校正板が回動され、
校正板の先端が光変位計から発せられる光ビームを遮る
所定位置により配置される。

この校正板は所定の板厚を有している。校正板との距離
は光変位計により測定される。さらに、基準距離演算手
段により、このときの光変位計の出力及び校正板の板厚
に基づき基準距離が求められる。

このようにして求められた基準距離は、測定時において
板厚演算に用いられ、簡易かつ安価な手段によって多点
計測に係る校正が実施されることになる。

また、検定時には、校正時と同様に所定の板厚を有する
校正板か回動される。検定の場合、校正板の板厚が測定
される。校正板が所定の板厚を有しているため、装置の
板厚測定制度が許容範囲内にあるかが、この測定結果に
応じて判断できることとなる。

従って、校正のための校正板を検定に兼用することが可
能になり、装置構成を簡易化でき、維持管理が容易とな
る。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説明
する。

第１図には、本発明の一実施例に係る自動板厚測定装置
の実体構成が示されている。特に、第１図（ａ）におい
ては装置を上方から見た外観が、第１図（ｂ）において
は側面から見た外観が、それぞれ示されている。

この図においては、図中矢印で示される方向に被測定体
１０を搬送する搬送ライン１２が示されている。この図
における被測定体１０は、それぞれ板厚、幅等の異なる
鋼板であり、図には１０−１．１０−２．１０−３の３
個が示されている。

この実施例において板厚測定の対象とする測定体１０は
、例えば板厚４〜６０ｍｍ、幅８００〜４０００ｍｍ、
長さ１５００〜１４０００ｍｒｎの規格のものであり、
搬送ライン１２の上の任意の位置に任意の姿勢で配置さ
れる。

また、搬送ライン１２を跨ぐように、上下一対の凹型架
台１４が設けられている。凹型架台１４の搬送ライン１
２上流側にはラインセンサ１６が、下流側には光変位計
１８が、それぞれ配設されている。

ラインセンサ１６は、１対となるよう上下双方の凹型架
台１４に設けられており、被測定体１０の先端の左右両
端位置を検出する。検出される左右両端位置は、光変位
計１８の位置の初期設定に用いられる。

また、光変位計１８は３対が門型架台１４に搬送ライン
の直交方向（被測定体１０板幅方向）に移動自在に設け
られている。この光変位計１８は被４り定休１０の板厚
を測定する装置である。すなわち、光変位計１８は被測
定体１０に光ビームを照射し、その反射光を取り込む。

さらに、取り込んだ反射光に基づき被測定体１０までの
距離を求め、後述の原理による板厚演算に供する。

第２図には、この実施例のより詳細な実体構成が正面図
として示されている。

この図においては、上下２個のリニアモータレル２０が
示されている。リニアモータレール２０は、６個の光変
位計１８をそれぞれ左右方向に駆動するりニアモータの
レールである。

また、光変位計１８のうち上側の３個は、パルスステー
ジ２２に取り付けられている。すなわち、この３個の光
変位計１８はパルスステージ２２によって上下方向に駆
動される。

さらに、３対の光変位計１８のうち左右両側の２対には
、第１及び第２エツジセンサ２４及び２６か付設されて
いる。第１エツジセンサ２４は、ラインセンサ１６の出
力に応じて初期設定された光変位計１８の位置を、さら
に微調整するために用いられる。第２エツジセンサ２６
は、被測定体１０の側端を追従検出するために用いられ
る。

第３図には、この実施例における光変位訓１８の校正・
検定に係る装置構成か示されている。特に、第３図（ａ
）には一対の光変位計１８の正面が、第３図（ｂ）には
側面が、それぞれ示されている。

この図においては、通常の板厚測定時には破線のような
位置に、校正時には実線のような位置に、回動配置され
る校正板２８が示されている。校正板２８は、Ｌ字状の
屈曲を有しており、先端の板厚は検定を受けた所定の厚
みに設定されている。

校正板２８の回動は、ロータリソレノイド３０により行
われる。

第４図には、この実施例の回路構成が示されている。

この図においては、一方で光変位計１８の出力に基づぎ
被測定体］０の板厚を求め、他方でラインセンサ１６並
びに第１及び第２エツジセンザ２４及び２６の出力に基
づきリニアモータ３２及びパルスステージ２２を制御す
る演算制御部３４が示されている。さらに、校正時に求
められる基準距離を格納するメモリ３６が示されている
。なお、光変位計１８、ラインセンサ１６、第１エツジ
センサ２４、第２エツジセンザ２６、リニアモータ３２
及びパルスステージ２２は実際は複数であるが、この図
においては図の簡単化のため省略されている。

次に、この実施例の動作について説明する。

この実施例においては、まず、搬送ライン１２の上に被
測定体１０が載置される。載置された被測定体１０は、
搬送ライン１２によって搬送され、ラインセンサ１６下
に到達する。

すると、ラインセンサ１６により、この被測定体１０に
よる遮光位置が検出される。すなわち、ラインセンサ１
６は、被Δｌｔｌ定体１０により光線か遮られる部分を
検出し、これを被測定体１０の左右両端位置として演算
制御部３４に供給する。

演算制御部３４は、ラインセンサ１６の出力に基づきリ
ニアモータ３２を駆動制御して、光変位計１８の位置を
制御する。具体的には、左右画側各１対の光変位計１８
を遮光位置として検出される被測定体１０の左右両端位
置に移動させ、中央に配置されている１対の光変位計１
８を、左右の光変位計１８の中央位置に維持する。これ
により、光変位計１８の位置か初期設定される。

こののち、被ｆｌｌ１１定休］０がさらに搬送され第１
エツジセンサ２４に達すると、この第１エツジセンザ２
４により光変位計１８の位置が微調節される。すなわち
、第１エツジセンサ２４の出力に応じ、演算制御部３４
がリニアモータ３２を制御する。

次に、第２エツジセンサ２６により被測定体１０の左右
両端が捕捉される。このとき、第２エツジセンサ２６の
出力により演算制御部３４がリニアモータ３２を制御す
る。すなわち、第２エツジセンザ２６が光変位計１８に
固定されているため、この制御によって、第２エツジセ
ンサ２６が被測定体１０の左右両端を追従捕捉し続け、
がっ左右両側の光変位計１８が被測定体］０の左右両端
から所定の距離の軌跡を検出走査することとなる。

第５図には、光変位計１８の光ビーム軌跡が、第６図に
は、この軌跡のうち板厚演算に用いられる点（測定位置
）が示されている。

この実施例においては、第５図において３本の矢印線で
示される軌跡に係る光変位計１８の出力を連続して収集
する。この収集の後、演算制御部３４が測定位置を決定
し、板厚を演算する。

より具体的には、演算制御部３４は、被測定体１０の先
端がラインセンサ１６に達してから第１エツジセンザ２
４に達するまでの時間により被測定体１０の搬送速度を
求める。ラインセンサ］６と第１エツジセンサ２４の距
離は設計的に決定されるため、この搬送速度を用いて、
時刻を被測定体１０を基桑とした位置座標に換算できる
。この換算結果に基つき、測定位置が決定される。

測定位置は、例えば被測定体１０の左右両端から１．５
ｍｍの線、前後両端から１５ｍｍの線及び中心線の合計
６本の線から決定する。すなわぢ、これらの線の交点を
測定位置Ｐ１〜Ｐ、に設定する。

次に、このように設定された測定位置Ｐ１〜Ｐ９につい
て、すでに収集されている光変位訓］８出力に基づく板
厚演算が、演算制御部３４により行われる。

第７図には、この実施例における板厚測定の原理が示さ
れている。

この実施例においては、板厚測定時における光変位計１
８の距離と、対をなす光変位計１８の出力と、に基づき
被測定体］０の板厚か求められる。

まず、被測定体１０が無い状態での光変位計１８の対向
距離、すなわぢ基準距離り。か設計的に決定されている
ものとする。また、板厚りの被４り定休１０の場合に光
変位計１８の間隔を拡げる量をＬ３とする。

すると、上側の光変位計１８によって測定される距離Ｌ
１及び下側の光変位計１８によって測定される距離Ｌ２
から、次の式により、板厚りが求められることになる。

Ｌ＝　（Ｌｏ＋Ｌ３）　　　（Ｌｌ　＋Ｌ２）このよう
に、本実施例においては、測定位置Ｐ１〜Ｐ、に基づく
板厚りの多点計測が実行される。

次に、本発明の特徴に係る校正の動作について説明する
。

光変位計１８の間隔たる基準距離り。は、環境的要因、
経年変化等によって変化する。この変化による誤差発生
を防くためには、前述の校正板２８を用いた校正が必要
となる。

校正時には、まず、板厚が既知で白色セラミック板から
形成される校正板２８をロータリソレノイド３０により
回動させ、対向する光変位計１８間の位置におく。この
校正板２８の板厚をΩｏ１上側及び下側の光変位計］８
から校正板２８までの距離をそれぞれΩ　及び！：１２
とする。

この距離Ω　及びΩ２は、光変位計１８の出力として得
られる。一方、第３図に示されるように、基準距離Ｌｏ
について、次の式 ％式％ が成立する。従って、演算制御部３４が上式に基づく演
算を実行することにより、実際の基準距離Ｌｏが求めら
れることになる。このようにして求められた基準距離Ｌ
ｏは、メモリ３６に格納される。

演算制御部３４は、基準距離り。をメモリ３６から読み
出し、板厚りの演算の際に用いる。

このように、本実施例によれば、校正板２８により、簡
易な手段で電気的補正及び機械的補正を一括して実施す
ることができ、正確性及び信頼性を確保できる。

また、本実施例においては、検定時に校正板２８が使用
される。すなわち、校正時と同様、演算制御部３４か、
ロータリソ１ツノイド３０により校正板２８を回動させ
る。回動された校正板２８について、演算制御部３４は
光変位計１８を制御しかつその出力を用いて校正板２８
の板厚を演算する。

この結果、校正板２８の板厚測定結果を用いて装置の測
定精度を検定することが可能になる。従って、標準板等
の格別な構成を用いること無く、装置構成を小型に保ち
つつ容易に検定を実施することが可能になる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、多点計測の装置
において、校正板を回動させて電気的補正及び機械的補
正を含む校正を実施するようにしたため、正確で信頼性
の高い板厚測定を行うことが可能になる。また、検定に
校正板を用いるようにしたため、維持管理に手間のかか
る標準板等を用いることなく容易にかつ小型な構成で検
定を実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る自動板厚測定装置の
実体構成を示す概略外観図であり、第１図（ａ）は上面
図、第１図（ｂ）は側面図、第２図は、この実施例のよ
り詳細な実体構成を示す正面図、 第３図は、この実施例の校正・検定手段の構成を示す概
略図であり、第３図（ａ）は正面図、第３図（ｂ）は側
面図、 第４図は、この実施例の回路構成を示すブロック図、 第５図は、光変位計から発せられる光ビームの軌跡を示
す図、 第６図は、板厚測定位置を示す図、 第７図は、 １０　・ １２　・・ ］８ ３０　・・ ３２　・・・ ３４　・・・ 板厚測定原理を示す図である。 被測定体 搬送ライン 光変位計 校正板 ロータリソレノイド リニアモータ 演算制御部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定体を搬送する搬送ラインの上方及び下方に対をな
   しかつ所定の基準距離を隔てて配置され、光ビームを被
   測定体に照射して反射光に基づき被測定体との距離を求
   める複数対の光変位計と、光変位計によって測定された
   距離及び基準距離に基づき被測定体又は校正板の板厚を
   演算する板厚演算手段と、 先端がＬ字状の屈曲を有し、被測定体の板厚測定時には
   先端が光変位計の測定域外に配置される所定板厚の校正
   板と、 校正・検定時に、光変位計から発せられる光ビームを遮
   る所定位置に先端が位置するよう校正板を回動させる回
   動手段と、 校正・検定時における光変位計の出力及び校正板の板厚
   に基づき基準距離を求める基準距離演算手段と、 を備えることを特徴とする自動板厚測定装置。